Текст книги "Юный техник, 2005 № 09"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В этом выпуске Патентного бюро мы рассказываем об экономичном двигателе будущего, о том, как сражаться с инопланетянами, и о холодильнике для Венеры. Экспертный совет удостоил Авторского свидетельства Валентина Беликоваиз поселка Даниловка Волгоградской области. Почетными дипломами отмечены предложения Зелимхана Мусаеваиз г. Кириллова Волгоградской области и Ивана Пеннераиз села Дубровка.

Авторское свидетельство № 1083.

МАГНИТЫ, ПОРШНИ, ЭДС

Валентин Беликов из поселка Даниловка Волгоградской области прислал нам обстоятельно проработанный проект необычного двигателя внутреннего сгорания, предназначенного для выработки электроэнергии. Поршни двигателя соединены между собою перемычками, а с ними непосредственно связан якорь линейного электрогенератора. Он представляет собою мощный постоянный магнит цилиндрической формы. Магнит то вдвигается, то выдвигается из катушки, и в ней при этом всякий раз возникает электродвижущая сила.

Вообще-то над подобными двигателями – их называют свободнопоршневыми – работает множество изобретателей по всему миру. Но чаще всего они предлагают их делать на основе двухтактного процесса, поскольку это проще: для его осуществления достаточно всего одного цилиндра.

Двигатель Валентина работает по четырехтактному процессу. Для этого в нем перемычками соединяются штоки восьми поршней в четырех цилиндрах, и получается, что в этой связке всегда оказывается цилиндр, в котором происходит вспышка. Ее энергия обеспечивает проведение продувки и всасывания. В такой связке почти невозможно появление перекосов и боковых сил, а значит, двигатель должен иметь ничтожно малый износ.

Проект Валентина содержит еще множество интересных деталей, говорить о которых не позволяет место. Вместе с тем вынуждены заметить: письмо написано очень невнятно, отсутствуют пояснения. Оно случайно попало в руки эксперта, много лет занимавшегося свободнопоршневыми двигателями, и он сумел расшифровать его смысл по картинкам. Никто другой понять бы его не смог.

Есть предложение

БИТЬ ВРАГА ЕГО ОРУЖИЕМ!

Зелимхан Мусаев из г. Кириллова Волгоградской области предлагает светоотражатель, позволяющий осветить нападающего светом его же собственного фонаря. Устройство содержит четыре зеркала и «дуло» – зеркальную трубу. Вся система, по мысли автора, должна собрать свет фонаря узким пучком и направить его в сторону противника.

К сожалению, геометрические построения автора не верны. Угол падения светового луча всегда равен углу отражения. Если переделать чертеж с этим условием, то станет ясно: свет не соберется пучком.

Однако Зелимхан на верном пути. Достаточно расположить зеркала под углом 90°, и мы получим уголковый отражатель – устройство, отбрасывающее свет обратно в сторону источника. Они применяются, например, в катафоте, отражателе на заднем крыле автомобиля или велосипеда.

Применить уголковый отражатель для обнаружения нападающего вполне возможно, но следует учесть, что, благодаря отражателю, защищающийся будет виден ночью гораздо дальше.

Любопытно, что несколько лет назад изобретатель А. Кушелев предложил применить такой отражатель для защиты от лазерного оружия, которым, если верить фантастическим боевикам, обычно пользуются агрессивные инопланетяне. По его замыслу, враг будет поражен отраженным лучом своего же оружия. По утверждению изобретателя, такая защитная система имеется на странных японских статуэтках, которые являются не чем иным, как изображением инопланетян.

ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ВЕНЕРЫ

Иван Пеннер из села Дубровка Маслянинского района Новосибирской области предлагает систему охлаждения при помощи жидкого азота и фреона для аппарата, спускаемого на Венеру. Напомним, что температура на поверхности этой планеты более 450 °C, поэтому без охлаждения не обойтись. Вот как его предлагает устроить Иван.

По трубам, проложенным под оболочкой аппарата, прокачивается жидкий азот, отнимает тепло и сам нагревается. Далее он поступает в теплообменник, где он вновь охлаждается при помощи фреона и возвращается в контур, а фреон испаряется и уходит в атмосферу.

Вот здесь-то и ошибка. Температура жидкого азота -169 °C, а фреона не ниже – 60 °C. Иными словами, фреон на 109 градусов горячее азота и отнять у него тепло не может. Жидкий азот здесь выступает лишь как теплоноситель, вещество, переносящее тепло космического аппарата (полученное из атмосферы или от работы приборов и деятельности экипажа) к фреону. Его можно заменить, например, водой. Но еще лучше прокачивать под обшивкой аппарата сам фреон.

УЛЫБКА ПБ

Уманский (имя не сообщается) из Барнаула утверждает:

«Если бы сердце было под стопой, то встал на ногу – вытолкнул кровь… Пошел, побежал – погнал кровь». Продолжая мысль, можно добавить, что с таким сердцем пришлось бы спать стоя, приплясывая. Иначе умрешь. А что касается второго сердца, то оно в некотором смысле у нас есть. Каждое наше движение, каждое сокращение мускулатуры приводит к небольшой прокачке крови. У спортсменов бывает, что на долю «второго сердца» приходится до половины работы по перекачке крови.

Некто из Красноярска, автор не подписался, сообщает, что обнаружил «… сходство форм верха лба больших африканских слонов с глубокими подключичными триуглами мужчин (для) притяжения инфрарозовых энергий».

Некто Бубич из Ярославля сообщает нам о способе получения электроэнергии из внутренней энергии воздуха. Причем о его физическом принципе не сказано ни слова. В письме на двадцати страницах идет рассуждение о работе клапанов и теплообменников, но добраться до его смысла нам так и не удалось.

МАСТЕР-КЛАСС ПБ
Летающий автомобиль должен еще и плавать

Автомобиль, который умеет еще плавать и летать, придумал фантаст Жюль Верн. С тех пор время от времени мы видим попытки его воплощения. Так, в шикарном летающем автомобиле пролетел по кино– и телеэкранам Фантомас. Конструкцией попроще обошелся «человек с золотым пистолетом» в одном из фильмов о Джеймсе Бонде…

Но вот на практике никому из конструкторов так и не удалось создать сколько-нибудь надежно летающий автомобиль. Воплотить мечту фантастов в действительность намерен московский изобретатель Ю.А. КРАСИН.

– Недостаток многих современных конструкций в том, что изобретатели пытаются приспособить для полетов тот или иной серийно существующий автомобиль, – пояснил Юрий Александрович. – Но беда в том, что автомобильные инженеры традиционно перетяжеляют конструкцию.

Красин начал с того, что сконструировал специальную монококовую конструкцию посадочного модуля. В своей разработке он отталкивался от опыта создателей гоночных автомобилей «Формулы-1».

– По-моему, они ближе всего подошли к аэромобильной концепции, – полагает Юрий Александрович. – Не случайно даже водителей здесь называют пилотами…

Выполненная из композитных материалов капсула представляет собой некий «квадрицикл», как его называет Красин. Четыре человека сидят в кабине по схеме 1+2+1. Такая компоновка позволила обеспечить капсуле максимальную обтекаемость. Чтобы не создавать излишнего сопротивления воздушному потоку, даже колеса пришлось делать убирающимися, как у шасси самолета.

Совершенная аэродинамика, потребовав, казалось, излишних хлопот, принесла и свои выгоды. Как показали расчеты, не только для движения по шоссе со скоростью более 100 км/ч, но и для полета со скоростью 600 км/ч оказалось достаточно мощности двух подвесных лодочных моторов.

Кстати, лодочные моторы привлекли внимание конструктора не только относительно малым весом, компактностью и надежностью. Один из вариантов своей конструкции он намерен сделать еще и плавающим. А здесь лодочные моторы как раз к месту. Впрочем, при желании можно поставить и парус – для этого в конструкции предусмотрены место для мачты и боковые поплавки для устойчивости.

Где же можно увидеть эту удивительную конструкцию? К сожалению, пока нигде. Даже в мастерской Красина она представлена лишь в виде моделей, набросков и чертежей. На строительство полномасштабной машины у изобретателя пока нет средств.

Двинуть дело вперед, полагает изобретатель, может и кино. Глядишь, тогда в очередном фильме мы увидим машину, которая способна с одинаковым успехом двигаться по суше, воде и по воздуху.

И. ЗВЕРЕВ

РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ АЭРОМОБИЛЯ КРАСИНА

Взлетный вес – 900 кг

Размах крыла – 10 м

Двигательная группа – 2 лодочных мотора с турбонаддувом (75 л.с. каждый)

Скорость полета – до 600 км/ч

Дальность полета – до 6000 км

Высота – до 12 500 м

P. S. ОТ РЕДАКЦИИ

Эта красная машина, к сожалению, не имеет никакого отношения к Красину. У изобретателя не нашлось красочного плаката для иллюстрации своей идеи. Вот и пришлось нам воспользоваться зарубежным изображением.

На фото: один из экспонатов музея фирмы «Боинг» – летающий автомобиль « Taylor Аегосаг III», созданный еще в 1968 году.

НАШ ДОМ

Штромглас

…Загадка этого странного прибора для предсказания погоды не раскрыта до сих пор. Появился он в начале XIX века, в период расцвета парусного флота. Для парусника, пересекающего океан, вовремя узнать о приближении шторма – вопроса жизни и смерти. Морякам погоду предвещал рисунок кристаллов в стеклянной капсуле.

Прибор, получивший название «штормглас», вел себя примерно так. В хорошую погоду жидкость в капсуле была прозрачной, с осадком на дне. К дождю осадок поднимался кверху и появлялись маленькие звездообразные кристаллы. Перед бурей жидкость как бы вскипала, а кристаллы образовывались по большей части с той стороны, откуда будет дуть ветер.

Однако, если верить свидетельствам, каждый штормглас был индивидуален. Возникавшие в приборе картины требовали такого же осмысления, как картины художника. Поэтому точность предсказания погоды зависела от опыта работы с данным конкретным прибором, и возрастала по мере «общения» с ним.

Сегодня особого смысла в предсказании погоды при помощи штормгласа нет. Проще прослушать сводку погоды по радио. Что касается точности, то у штормгласа она не лучше, чем у синоптиков. Но штормглас интересен и сам по себе.

Запаянная стеклянная капсула. Почему же перед бурей жидкость в ней как бы вскипает, а кристаллы образуются с той стороны, откуда будет дуть ветер? Откуда прибор получает информацию?

Многочисленные исследования загадочного приборчика ответа так и не дали. Ни перепады давления, ни изменения магнитного поля и температуры прибор в экспериментах не воспринимал.

Впрочем, вы и сами можете поэкспериментировать с прибором, тем более что сделать его несложно. Для этого нужно приготовить специальный состав, залить его в пробирку и крепко закрыть. Вот рецептура, которой пользовались в XIX веке.

Возьмите две пробирки. В одной разведите в 19,5 г спирта и 4,4 г камфары. В другой пробирке разведите в 16 г дистиллированной воды 2,3 г селитры и 2,3 г нашатыря. Когда растворы станут совершенно прозрачны, их надо слить. Жидкость обязательно замутится белыми хлопьями. Посильнее встряхните ее и наполните ею свежую пробирку на 3/4 высоты.

Есть и другой рецепт: 3,5 г камфары, 2,6 г селитры и 1,8 г нашатыря нужно растворить в 71 г чистого спирта. Эта порция рассчитана на ампулу высотою 300 и диаметром 20 мм.

Поместите штормглас в изящную оправу и приступайте к наблюдениям. Если у вас возникнет какое-либо объяснение принципов его работы, пишите нам. Мы охотно опубликуем ваши открытия.

И уютно, и светло

Недавно в парке Московского музея декоративно-прикладного и народного искусства прошла выставка ландшафтно-декоративного искусства. Ближе к лету мы, наверное, расскажем, как можно осовременить свой садовый участок, воспользовавшись опытом известных ландшафтных дизайнеров. Но вот находка специалистов, которой вы можете уже сейчас украсить свой дом.

Торшер, изображенный на рисунке, состоит из старого каркаса абажура и деревянной ноги. Главное – каркас оплетен ветками лиственницы. Пока они эластичны, нарежьте веточки подходящего размера, очистите их от коры и прикрепите леской к вертикальным прутьям каркаса.

Каждый раз, включив такой торшер (советуем использовать в нем лампы мощностью не более 60 Вт), вы будете чувствовать успокаивающий аромат хвои.

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Опытный Мираж F1 впервые поднялся в воздух в 1966 г. В одном из полетов он разбился, но правительство Франции, заинтересовавшись моделью, заказало три экземпляра для последующих испытаний. Первый из них поднялся в воздух в марте 1969 г. и имел впечатляющие характеристики. Он развивал высокую скорость, мог взлетать и приземляться на полосу длиной от 500 до 800 м и в течение двух минут мог быть поднят по тревоге в небо.

Серийное производство самолета завершилось в 1990 г. Всего было выпущено более 700 экземпляров. Вооружение: две пушки калибра 30 мм; ракеты класса «воздух-воздух», «воздух-земля», неуправляемые снаряды «воздух-земля», бомбы, контейнеры с оружием и баки с напалмом массой до 4 т.

Техническая характеристика:

Длина самолета… 15,0 м

Высота… 4,5 м

Размах крыльев… 8,4 м

Площадь крыла 25 м ²

Тяга двигателя на форсаже… 7,2 т

Практический потолок… 20 000 м

Дальность полета… 900 км

Вес пустого самолета… 7,40 т

Максимальный взлетный вес… 15,20 т

Максимальная скорость… 2350 км/ч

Скороподъемность… 12,78 км/мин

Экипаж… 1 чел.

Впервые прототип этого внедорожника был представлен в Детройте в январе 1999 года, а в 2001 году его запустили в серию. Несмотря на то что разработчики объявили Pontiak Aztekавтомобилем нового типа – авто для спорта и отдыха – и оснастили поперечно расположенным мощным двигателем, хорошей подвеской и удобной коробкой передач, а к тому же множеством мелочей, как, например, съемный холодильник, специальный тент для туристов с надувным двухместным матрацем, выпуск модели можно назвать просчетом фирмы. В прошлом году Aztekбыл назван одним из самых уродливых автомобилей мира и снят с производства из-за низкого спроса.

Техническая характеристика:

Длина… 4,625 м

Ширина… 1,870 м

Высота… 1,695 м

База… 2,751 м

Объем двигателя… 3350 см ³

Мощность… 188 л.с.

Коробка передач… автомат

Максимальная скорость… 180 км/ч

Снаряженный вес… 1755 кг

Вместимость топливного бака… 68 л

Разгон до 100 км/ч… 10.8 с

Расход топлива в смешанном режиме… 12,4 л/100 км

ПОЛИГОН
Странная история удивительного самолета

Когда в начале Второй мировой войны один английский летчик заявил, что в воздухе его преследовал самолет без винта, его отправили к врачу. Потом, правда, разобрались: самолет был реактивный. Но в 1947 году по полю одного из московских аэродромов с мотоциклетным треском бойко бегал самолет, не имевший ни винта, ни реактивного двигателя (рис. 1).

Звук не обманывал. На самолете действительно стоял мотор от мотоцикла М-72. Но он приводил в действие не винт, как положено, а заставлял вибрировать тонкую обтекаемую пластину, расположенную перед крылом. Она-то и двигала аппарат. Создал столь удивительный самолет старший инженер кафедры аэродинамики МАИ А.И.Болдырев.

Еще в 1940 году он начал изучать работу системы, состоящей из крыла и расположенного перед ним узкого, тонкого и длинного колеблющегося крылышка – предкрылка. Его колебания создавали систему вихрей, бегущую по поверхностям основного крыла, в результате чего получалась тяга. Работа предкрылка изучалась и в аэродинамической трубе, и на летающих моделях. Результаты этих исследований позволили создать принципиально новый движитель с уникальными свойствами.

При мощности мотора всего 22 л.с. колеблющийся предкрылок создавал тягу 90 кг, на что был бы способен лишь винт диаметром около трех метров. Но самолет Болдырева был совсем маленький – размах крыльев всего 6 метров при весе 290 кг. Трехметровый винт на нем бы просто не поместился. Судя по результатам, крыло с вибропредкрылком могло бы служить основой для летательных аппаратов вертикального взлета (АВП), которые стали бы сильнейшими конкурентами вертолета. Для этого было достаточно развернуть крыло самолета Болдырева вертикально.

Вращающийся винт вертолета требует для взлета и посадки больших открытых площадок и просто опасен для окружающих, ведь концы его лопастей движутся со скоростью звука. Аппарат же вертикального взлета, оснащенный колеблющимся предкрылком Болдырева, мог бы садиться на тесных улицах города и даже в лесу. Такой аппарат давно ждут военные. Он крайне необходим всевозможным спасательным службам города, улицы которого постоянно забиты автомобилями.

После того как самолет Болдырева был испытан на земле, его не выпустили в полет, а передали в Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) для повторных исследований. И вдруг вокруг самолета стали твориться непонятные вещи. В механизме работы предкрылка сломалась шестеренка, и на этом основании испытания отложили. Но гигантская организация на протяжении, по крайней мере, двадцати лет (далее след теряется) так и не смогла ее заменить, а самолет так и не был испытан.

На этом злоключения крыла Болдырева не закончились.

В 1952 году по проекту М.А.Кузакова, изобретателя, авиаконструктора и пилота-профессионала, был построен учебный планер. Он оказался столь удачен, что его начали выпускать серийно. На один из планеров поставили мотор и винт (рис. 2).

Получился мотопланер, способный уверенно летать при отсутствии столь нужных обычному, безмоторному, планеру восходящих воздушных потоков. Но самостоятельно взлетать он не мог, и Кузаков совместно с Болдыревым в 1956 году поставили на планер колеблющийся предкрылок. Этого оказалось достаточно, чтобы планер с тем же мотором стал взлетать с земли, как самолет. Ожидалось, что при взлетном весе 240 кг он сможет летать со скоростью 130 км/ч на расстояние до 440 км.

Страна могла обрести первый в истории реально летающий самолет с крылом Болдырева, который с успехом можно было бы назвать и первым летающим махолетом. Но, как пишет историк, «… прошедший наземные испытания планер с вибропредкрылком стоял у ангара и вскоре был кем-то разрушен…». Это на прекрасно охраняемой-то территории аэродрома?! Нетрудно понять, что Болдырев, а точнее его вибропредкрылок, оказался кому-то очень неугоден…

Сведений о дальнейших работах в этом направлении у нас нет. Однако в книге Г.Васильева «Проблема полета моделей с машущими крыльями» (Москва, 1951 год) дан чертеж летающей модели А.И.Болдырева с колеблющимся предкрылком (рис. 3).

Сообщается, что летала она хорошо. Модель приводил в действие мотор мощностью 0,25 л.с. Предкрылок располагался в средней части. Он состоял из четырех секций, соединенных общим валом. Отогнутые вверх концы крыла обеспечивали устойчивость полета модели. На рисунке 5 дан профиль крыла и предкрылка модели. Этот же профиль был применен и в полноразмерном самолете Болдырева.

Колебательное движение предкрылка создавалось кривошипно-шатунным механизмом. Он состоял из кривошипа на валу мотора, шатуна и «кабанчика» – рычага, соединенного с колеблющимся предкрылком (рис. 4).

Для получения достаточно значительной тяги механизм должен обеспечивать отклонение предкрылка на плюс-минус 13 градусов относительно плоскости крыла. В обычных авиамоделях мотор служит для привода винта, который, благодаря своей инерции, накапливает энергию, необходимую для осуществления в двигателе такта сжатия и прохождения мертвых точек. Механизм вибропредкрылка энергии не накапливает. Поэтому на вал двигателя насажен маховик, чего обычно на авиамоделях не делается. Он же служит и кривошипом. Кроме того, на маховике имеются два стержня, служащие для запуска мотора, который производился ударом пальца по одному из них.

Отметим, что отладка и запуск поршневого двигателя с маховиком самостоятельная и не простая задача. Немалые трудности должны возникнуть и при отладке работы самого предкрылка. Можно лишь догадываться, сколько труда вложил А.И.Болдырев, прежде чем его модель поднялась в воздух.

Мы с вами можем применить электромотор, который не требует маховика и не имеет проблем с запуском. Он позволит произвести отладку работы предкрылка модели хоть дома на письменном столе. В этот момент электромотор может получать питание через адаптер от сети. После того как этот этап работы закончится, можно отправить модель в полет на корде или с аккумуляторами на борту.

Модель самолета Болдырева в конце 50-х годов была построена Б.С.Блиновым. По рассказам очевидцев, она взлетала после очень короткого пробега с письменного стола почти вертикально.

Будем надеяться, что у вас тоже все получится.

А.ИЛЬИН